密码学引论 | DES

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DES算法

1 算法流程

1. 64位密钥经子密钥产生算法产生出16个子密钥：K1，K2…，K16，分别供第一次，第二次，…，第十六次加密迭代利用。

2. 64位明文首先经过初始置换IP，将数据打乱重新排列并分为左右两半。左边32位构成L₀，右边32位构成R₀。

3. 由加密函数f实现子密钥K1对R₀的加密，结果为32位数据组f(R0,K1)。f(R0,K1)再与L0模2相加，又得到一个32位的数据组L₀⊕f(R₀,K1)。以L0⊕f(R₀,K1)作为第二次加密迭代的R1，以R0作为第二次加密迭代的L₁。至此，第一次加密迭代结束。

4. 第二次加密迭代至第十六次加密迭代分别用子密钥K2，…，K16进行，其过程与第一次加密迭代相同。

5. 第十六次加密迭代结束后，产生一个64位的数据组。以其左边32位作为R16，以其右边32位作为L16，两者合并再经过逆初始置换，将数据重新排列，得到64位密文。至此加密过程全部结束。
   

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2 算法细节

（1）子密钥的产生

64位密钥经过置换选择1、循环左移、置换选择2等变换，产生出16个48位长的子密钥。

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（2）初始置换$IP$

将64位明文打乱重排，并分为两半。

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（3）加密函数

在第i次迭代加密中选择运算E对32位的R_i-1的各位进行选择和排列，产生一个48位的结果。此结果与子密钥K_i模2相加，然后送入代替函数S。代替函数组由8个代替函数（S盒子）组成，每个S盒子有6位输入，产生4位输出。8个S盒子的输出合并，结果得到一个32位的数据组。此数据组在经过置换运算P，将其各位打乱。置换运算P的输出便是加密函数的输出f(R_i-1,K_i)。

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（4）逆初始置换$I{P}^{-1}$

将第16次加密迭代的结果打乱重排，形成64位密文。

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例题

考了差分的计算